Кот Шрёдингера… Более чем уверен, что каждый хоть раз в жизни об этом когда-либо, но далеко не все задумывались, что этот эксперимент представляет собой.
Кот Шредингера стал вымышленным экспериментом, предложенным физиком Эрвином Шредингером в 1935 году.
Сам Шрёдингер описывал свой эксперимент так:
«Представим, что у нас есть стальной звукоизолированный ящик (контейнер, коробка).
Внутри ящика установлена «адская машинка» — специальное устройство, в котором стоит счётчик Гейгера с помещённым в него атомом радиоактивного вещества. Вероятность, что этот атом распадётся в течение часа, — 50%. Если атом распадается, то счётчик приводит в действие специальный механизм — молоточек, разбивающий колбу с ядовитой синильной кислотой.
Помещаем в ящик обычного кота и закрываем крышку. Через час мы его откроем и сможем увидеть, жив кот или умер от отравления ядовитым веществом.
Типичным в подобных случаях является то, что неопределённость, первоначально ограниченная атомным миром, преобразуется в макроскопическую неопределённость, которая может быть устранена путём прямого наблюдения.»
Да, звучит очень сложно и есть много всего непонятно. Но, давайте разбираться. Мы имеем ящик и кота. Запираем кота в ящик, и ждём около часа. До того момента, пока ящик еще не открыт, система «кот-ядро» имеет два варианта развития событий:
-распад ядра – кот мертв, с вероятностью 50%
-распада ядра не случилось – кот жив, с той же долей вероятности.
Выходит, что кот Шредингера, сидящий внутри ящика, в одно и то же время жив и мертв.
Копенгагенская интерпретация гласит:
При любом раскладе кот жив и мертв одновременно. Выбор распада ядра наступает не тогда, когда человек вскрывает ящик, а ещё когда ядро попадает в детектор.
Это происходит из-за того, что редукция волновой функции системы «кот-детектор-ядро» никак не взаимосвязана с наблюдающим со стороны человеком. Она непосредственно связана с детектором-наблюдателем атомного ядра.
Всё в этой же интерпретации этот парадокс объясняется довольно просто: когда волновая функция применяется к макрообъектам, она разрушается, и поэтому кот не может находиться в суперпозиции состояний по определению. С другой стороны, многомировая теория предполагает, что в момент наблюдения образуются два состояния наблюдателя, в одном из которых он видит живого кота, а в другом - мертвого. Как упоминалось в статье, квантовая механика не поддаётся объяснению с точки зрения обыденной логики и опыта, поэтому нам приходится доверять ученым и ждать, пока вопрос станет более ясным.
«Квантовое бессмертие» и «парадокс Вигнера»
Такие ученые, как Ганс Моравек и Бруно Маршал рассмотрели эксперимент с точки зрения самого кота. Эта интерпретация имеет называние «квантовое самоубийство», или «квантовое бессмертие». Суть эксперимента в том, что на участника направлено ружьё, которое стреляет или не стреляет в зависимости от распада какого-либо радиоактивного атома. Вероятность смерти, как и у кота Шрёдингера, равна 50 процентов. По копенгагенской интерпретации, ружьё в конечном итоге выстрелит, и участник умрёт. А по многомировой(мультивселенной) - в результате каждого проведенного эксперимента вселенная расщепляется на две вселенных, в одной из которых участник остается жив, а в другой погибает. Проще говоря, во второй интерпретации участник бессмертен.
А если вам и это показалось запутанным, то могу огорчить, ведь это ещё не всё!
Американский физик и математик Юджин Вигнер описал усложнённый вариант эксперимента Шрёдингера. Он ввел понятие «друзей». Эксперимент поначалу проходит так же, как и у Шредингера: наблюдатель открывает коробку и видит, допустим, мертвого кота. Казалось бы, что эксперимент завершен. Но Вигнер на этом не остановился. О том, что кот мертв, еще не знает «друг». Ведь результаты исследования известны в лаборатории, а друг находится за ее пределами. Исследователь рассказывает другу о результатах. Теперь друг знает, что кот умер. Но об этом не знают другие «друзья». Парадокс в том, что кота можно признать полностью мертвым только тогда, когда все люди во вселенной узнают результат эксперимента. До этого момента, хотя бы для одного человека кот и жив, и мертв одновременно.
Кот Шредингера также стал популярной культурной иконой и символом неопределенности и двусмысленности. Он упоминается и переосмыслен в литературе, фильмах и других формах искусства, а его имя стало важным символом в научных и философских дискуссиях о квантовой механике и природе реальности.